Ethylenediamine-Enabled Sustainable Synthesis of Mesoporous Nanostructured Li2FeIISiO4 Particles from Fe(III) Aqueous Solution for Li-Ion Battery Application

材料科学 选区衍射 乙二胺 结晶 化学工程 X射线光电子能谱 结构精修 水溶液 高分辨率透射电子显微镜 介孔材料 循环伏安法 无机化学 结晶学 透射电子显微镜 化学 晶体结构 纳米技术 电化学 物理化学 有机化学 催化作用 工程类 电极
作者
Huijing Wei,Xia Lu,Hsien‐Chieh Chiu,Bin Wei,Raynald Gauvin,Zachary Arthur,Vincent Emond,Dazhi Jiang,Karim Zaghib,George P. Demopoulos
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:6 (6): 7458-7467 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.8b00090
摘要

Engineering of nanostructured lithium iron silicate (LFS) particles is pursued via a novel benign synthesis approach seeking to understand the crystalline particle formation process and its impact on energy storage capacity. Specifically, mesoporous Li2FeSiO4 nanostructured particles are synthesized via a novel dual-step process involving organic-assisted hydrothermal precipitation from concentrated Fe(III) (1 mol/L) aqueous solution followed by reductive (5 vol % H2) thermal transformation of the precipitate at 400 °C (LFS400) and 700 °C (LFS700). Scanning and transmission electron microscopy revealed the formation of secondary sub-micron-sized porous agglomerates of unitary primary nanocrystals (∼50 nm for LFS400 and ∼200 nm for LFS700). Both ethylene glycol and ethylenediamine are used as crystallization control additives. It is demonstrated that formation of LFS from Fe(III) precursor is made possible only by the action of ethylenediamine. The obtained LFS particles are found to be predominantly monoclinic as per X-ray diffraction and Rietveld refinement and bear an in situ formed N-doped carbon coating layer as characterized by X-ray photoelectron spectroscopy. TEM coupled with selected area electron diffraction (SAED) analysis confirmed the Rietveld refined XRD phase compositions. The reductive annealing-induced phase transformation sequence leading to LFS crystallization is characterized, and the enabling role of ethylenediamine is discussed. Initial galvanostatic charging–discharging and cyclic voltammetry measurements indicate the annealing temperature of LFS formation to influence the Li-ion storage profile as it shifts from two-phase reaction in LFS700 to solid solution in LFS400—this being attributed to nanostructural changes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI2S的应助被Can采纳,获得10
1秒前
SciGPT的应助被个性的板凳采纳,获得10
1秒前
Angma发布了新的文献求助10
1秒前
三更笔舞完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
传奇3的应助被Allen0520采纳,获得30
2秒前
3秒前
qqq完成签到,获得积分10
3秒前
仔仔发布了新的文献求助10
4秒前
Susy发布了新的文献求助10
4秒前
胡运恒发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
柔弱又夏发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
打打的应助被iv吃饭采纳,获得10
7秒前
科研通AI2S的应助被xiaobai采纳,获得10
7秒前
强健的问芙完成签到 ,获得积分10
9秒前
KK发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
烟花的应助被xiaoyi采纳,获得10
11秒前
11秒前
萝卜特二发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
Morgan发布了新的文献求助10
12秒前
阿达啊啊啊啊完成签到 ,获得积分10
12秒前
shjyang完成签到,获得积分0
13秒前
Cabbage完成签到,获得积分10
13秒前
仁爱千柳完成签到,获得积分10
13秒前
滴滴答答的应助被喜悦雍采纳,获得10
13秒前
14秒前
JiarongLiu发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
zzz完成签到 ,获得积分10
16秒前
英俊的铭的应助被明理纹采纳,获得10
16秒前
17秒前
老王完成签到 ,获得积分10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Genera Orchidacearum Volume 4: Epidendroideae 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8065254
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9487875
关于积分的说明 21344549
捐赠科研通 7633365
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397459
关于科研通互助平台的介绍 2527531
邀请新用户注册赠送积分活动 2435444